2021 Fiscal Year Research-status Report
循環システムにおけるライフサイクル観念を考慮したバッテリーの資源投入量評価
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20K20013
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
光斎 翔貴 立命館大学, 立命館グローバル・イノベーション研究機構, 助教 (80845826)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 車両用リチウムイオンバッテリー / 関与物質総量 / リパーパス / リサイクル / 感度分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ライフサイクル観念を考慮し，資源利用の観点から車両用リチウムイオンバッテリーの循環システムフローを評価するために，当該年度では資源使用量の指標の一つである関与物質総量を用いて，各ライフサイクルステージにおける車両用バッテリーの資源使用量の算定およびその感度分析を行った．
既にバージン材を用いた車載用バッテリー製造の関与物質総量は算定済みであるので，新たに定置利用へのリパーパスおよびリサイクルされた二次材を用いた製造のステージに注目した．文献調査や実地調査を通してインベントリーデータを作成し，各ステージにおける関与物質総量を計算した．ここでは，使用期間に伴う車載用リチウムイオン電池の性能低下も考慮している．
さらに，バージン材を用いた場合とリサイクルされた二次材を用いた場合の車載用バッテリー製造における，関与物質総量の計算において，環境負荷に対するライフサイクルアセスメントでは注目されづらい資源利用の固有の問題，つまり鉱石品位，剥土比，推計上のアロケーションに関わる価格などの不確実性が推計した製造に関わる関与物質総量に与える影響を評価した．特に，過去の推移のデータを考慮しモンテカルロシミュレーションを実行することで，関与物質総量のとりうる値の範囲を示し，算出結果における各要素の不確実性を議論した．
また，最終的な課題である車両用リチウムイオンバッテリーの循環システムフローを評価することに向けて，循環モデルの構築を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当該年度での大きな目標は，資源使用量の指標の一つである関与物質総量を用いてその感度分析を行うことであり，これらは達成され，それらの結果に付随する内容は原著論文や国際学会，国内学会で発表された．
また，当研究課題の目的である資源利用の観点から車両用リチウムイオンバッテリーの循環システムフローを評価することに向けて，元々最終年度の課題であった各ライフサイクルステージにおける車両用バッテリーの資源使用量の算定が既に終わり，その感度分析も達成されている．さらに循環モデルも完成しており，あとは当該年度で得られた算出結果をそのモデルに挿入することで最終的な議論ができることから，計画以上の進展が見られており，さらに最終的な目的を達成出来うる見通しができた．
また，当研究課題から派生した研究，例えば車両用リチウムイオンバッテリーのリサイクルの段階に注目した新たなリサイクルシステムの確立や算出に利用したデータを異なるライフサイクル分析に利用するなど，新たな展開がなされており，最終年度以降の新たな研究課題の抽出ができつつある．
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| Strategy for Future Research Activity |
予定通り，今後は最終年度の目標であるが，資源利用の観点から車両用リチウムイオンバッテリーの循環システムフローを評価する．既に最終年度の目標の一部（各ライフサイクルステージにおける車両用バッテリーの資源使用量の算定，及び循環モデルの作成）も完成しており，残すメインのタスクはこれまでの研究で得られた算出結果をそのモデルに挿入し，2050年に向けた全世界でのリチウムイオン電池に関わる資源使用量の低減効果を循環経済の視点から議論し，その結果を原著論文として発表する．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により海外出張がなくなったため，今年度の約30万程度を来年度に計上する．こちらは，投稿論文のオープンアクセス化及びリサーチアシスタントの雇用に使用する．また，元々計上していた来年度の助成金は予定通り，国内出張費や英文校閲費，学会参加費として使用する．
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